专利名称：一种可连续测量高温和腐蚀性液体液位高度的传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于高温金属液和腐蚀性液体的，可连续测量液位高度的传感器，属于冶金、化工和材料加工设备技术领域。
背景技术：
现有液位传感器原理及缺点现有的液位传感器多为触点式结构，靠在容器内设置不同触点与液面构成的回路来确定液位高度。当液面高度到达该设定触点时，该触点会输出一个相反状态信号，根据各触点给出的状态信号，可以判断液面所到达位置。此种结构液位传感器检测的液位高度时断时续，只能测出液位是否达到所设定触点的位置高度，在各触点之间的高度无法测量。该种结构的液位传感器一般用于测量和限制液面的极限位置，如测量防止溢流的上极限位置或测量必须加料或可以进行输液的下极限位置等。
例如，在镁合金压铸过程中，镁合金在熔炼炉内熔化以后，需要通过金属液体转移系统，将镁合金液输送到压铸机的压室中。为确保镁合金输液准确恒定，需要根据坩埚内的液位变化来调整每次输液的时间和频率。其关键技术是连续测量高温金属液体的液位，目前用于连续测量高温环境下镁合金液位的传感器还没有。
实用新型内容本实用新型的目的是解决连续测量高温金属液和腐蚀性液体液位高度的问题，并实时获得液位高度的信号，便于自动控制。
本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的一种可连续测量高温和腐蚀性液体液位高度的传感器，其特征在于该液位传感器包括旋转式精密导电塑料电位器、齿轮齿条机构、与所述齿轮齿条机构的齿条末端连接的浮球和固定在装有被测液体的容器盖板上的移动副；所述精密导电塑料电位器的转动轴与所述齿轮齿条机构的齿轮轴连接，所述齿轮齿条机构的齿条由所述移动副约束，只能沿竖直方向上下移动。
本实用新型具有以下优点及突出性进步本实用新型利用浮力原理，对于不同温度且具有腐蚀性的液体，通过选用不同材料的浮球，克服了被测液温度高和具有腐蚀性不能设置传感器的困难；利用旋转式精密导电塑料电位器把浮力信号转变为压力信号，可实时连续测量金属液位的高度，利用齿轮齿条机构使信号采集点远离被测液体，并可实现动密封。
本实用新型所述的液位传感器具有结构简单，更换方便，适用范围广和易于实现自动控制等优点。
图1为本实用新型所述的液位传感器实施例的示意图，图中1-齿轮齿条机构；2-旋转式精密导电塑料电位器；3-浮球；4-容器；5-移动副；6-被测液体；H-金属液面高度；H0-基准最低液位；H1-基准最高液位。
具体实施方式
以下结合附图来说明本实用新型的具体实施方式
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如图1所示，本实用新型所述的液位传感器实施例包括旋转式精密导电塑料电位器2、齿轮齿条机构1、与所述齿轮齿条机构1的齿条末端连接的浮球3和固定在装有被测液体的容器4的盖板上的移动副5；所述精密导电塑料电位器2的转动轴与所述齿轮齿条机构1的齿轮轴连接，所述齿轮齿条机构1的齿条由所述移动副5约束，只能沿竖直方向上下移动。浮球3的体积足够大，使正常工作条件下浮球能漂浮于液面上，以保证浮球能随液位的变化而上下移动。当浮球上下移动时，连接于浮球上端的齿条也随之上下移动，带动与之相啮合的齿轮转动，齿轮转动时，与齿轮轴相连的精密导电塑料电位器的转动轴也随之转动，从而电位器输出分压电阻阻值改变，其分压电阻输出端的电压随之改变，从而可以获得液位高度。
设电位器2最大电阻值为Rm，输入端外接5V电源。被测液体6液面的高度分别为H0和H1。当金属液面高度为H0时，电位器分压电阻阻值为R0，输出电压为U0，以此液位为基准最低液位；当金属液面高度为H1时，电位器分压电阻阻值为R1，输出电压为U1，以此液位为基准最高液位。在最高液位与最低液位之间的金属液面高度H可通过电位器输出端电压U算出，此时电位器分压电阻阻值为R。由于电位器输出端电压与其分压电阻阻值成正比，所以有(H-H0)/(H1-H0)＝(U-U0)/(U1-U0)即H＝(H1-H0)×(U-U0)/(U1-U0)+H0液位高度H与电位器输出端电压U呈线性关系，根据电位器输出端电压U和上式可获得金属液位高度H。
本实用新型中所述的浮球，可根据所测液体的温度和性质选用不同材料，其体积足够大，使之能漂浮于液面上。如用于镁合金液时，可采用不与镁合金液发生反应的低碳钢制作浮球。
本实用新型公开的浮子液位传感器利用齿轮齿条机构使信号采集点远离被测液体，所以该液位传感器不受液体温度及液体性质的限制，可对被测液体液位高度进行实时、连续的测量，结构简单，并且容易实现自动控制。
采用本实用新型所述的液位传感器，可实时连续测量金属液位的高度，同时采用浮力原理可克服金属液温度高不能设置传感器的困难；如果配合不同材料的浮球，本实用新型可适用于各个温度范围，同时可应用于有腐蚀性液体的液位测量。
权利要求1.一种可连续测量高温和腐蚀性液体液位高度的传感器，其特征在于该液位传感器包括旋转式精密导电塑料电位器(2)、齿轮齿条机构(1)、与所述齿轮齿条机构(1)的齿条末端连接的浮球(3)和固定在装有被测液体的容器盖板上的移动副(5)；所述精密导电塑料电位器(2)的转动轴与所述齿轮齿条机构(1)的齿轮轴连接，所述齿轮齿条机构(1)的齿条由所述移动副(5)约束，只能沿竖直方向上下移动。
专利摘要一种可连续测量高温和腐蚀性液体液位高度的传感器，属于冶金、化工和材料加工设备技术领域。为了解决连续测量高温金属液和腐蚀性液体液位高度的问题，并实时获得液位高度的信号，便于自动控制，本实用新型公开了一种液位传感器，包括旋转式精密导电塑料电位器、齿轮齿条机构、与所述齿轮齿条机构的齿条末端连接的浮球和固定在装有被测液体的容器盖板上的移动副；所述精密导电塑料电位器的转动轴与所述齿轮齿条机构的齿轮轴连接，所述齿轮齿条机构的齿条由所述移动副约束，只能沿竖直方向上下移动。本实用新型所述的液位传感器具有结构简单，更换方便，适用范围广和易于实现自动控制等优点。
文档编号G01F23/30GK2689192SQ20042004799
公开日2005年3月30日 申请日期2004年4月9日 优先权日2004年4月9日
发明者李培杰, 李人杰, 何良菊, 刘群 申请人:清华大学